Exploring the "sweet spot": in vitro efficacy of tumor treating fields and potential for synergy with cytotoxic therapy in bone and soft tissue sarcomas

कैंसर का उपचार अक्सर एक कठिन संतुलन बनाने जैसा होता है। डॉक्टरों को ट्यूमर को नष्ट करने के लिए पर्याप्त दवा देनी होती है, लेकिन साथ ही खुराक को इतना कम रखना होता है कि रोगी के हृदय या अन्य महत्वपूर्ण अंगों को गंभीर क्षति न पहुंचे। हड्डियों और कोमल ऊतकों (सॉफ्ट टिश्यू) के कई प्रकार के कैंसरों के लिए, सबसे प्रभावी दवाएं शक्तिशाली तो होती हैं लेकिन उनकी एक भारी कीमत होती है: वे संचयी, अपरिवर्तनीय नुकसान पहुंचा सकती हैं, जिससे रोगी के उपचार की अवधि सीमित हो जाती है। शोधकर्ता लंबे समय से एक ऐसा तरीका खोजने की कोशिश कर रहे हैं जिससे इन दवाओं को कम खुराक पर बेहतर बनाया जा सके, या एक नया हथियार खोज सकें जिसमें ऐसे जोखिम न हों। ऐसा ही एक हथियार एक ऐसी थेरेपी है जो बिजली का उपयोग करती है, शरीर को झटका देने के लिए नहीं, बल्कि कैंसर कोशिकाओं के विभाजित होने के दौरान उनके भीतर की मशीनरी को धीरे से बाधित करने के लिए। 'ट्यूमर ट्रीटिंग फील्ड्स' (Tumor Treating Fields) के रूप में जानी जाने वाली यह पद्धति, ट्यूमर पर कम तीव्रता वाले, प्रत्यावर्ती विद्युत क्षेत्र (alternating electric fields) पहुँचाती है। ऊतकों को जलाने या जमाने के बजाय, ये क्षेत्र उन सूक्ष्म आंतरिक संरचनाओं में हस्तक्षेप करते हैं जिन्हें कोशिका विभाजन के दौरान अलग करने की आवश्यकता होती है, जिससे कोशिकाएं टूट जाती हैं या मर जाती हैं। हालांकि इस पद्धति ने मस्तिष्क और फेफड़ों के कैंसर के उपचार में आशाजनक परिणाम दिखाए हैं, लेकिन वैज्ञानिक अभी तक पूरी तरह से यह नहीं समझ पाए हैं कि यह सारकोमा (sarcoma) के विविध समूह के विरुद्ध कैसे काम कर सकता है।

चीनी विश्वविद्यालय ऑफ हांगकांग के शोधकर्ताओं की एक टीम ने प्रयोगशाला सेटिंग में इस प्रश्न की खोज करने का निर्णय लिया। वे यह देखना चाहते थे कि क्या ये विद्युत क्षेत्र अपने आप सारकोमा कोशिकाओं की वृद्धि को रोक सकते हैं, और क्या मानक कीमोथेरेपी दवाओं के साथ इन क्षेत्रों का उपयोग करने से दवाएं अधिक प्रभावी हो सकती हैं। ऐसा करने के लिए, उन्होंने मानव सारकोमा कोशिकाओं के पांच अलग-अलग प्रकारों को डिश में उगाया, जो हड्डियों और कोमल ऊतकों के विभिन्न कैंसरों का प्रतिनिधित्व करते हैं। उन्होंने इन कोशिकाओं को एक विशेष प्रणाली के नीचे रखा जो एक विशिष्ट आवृत्ति (frequency) पर विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करती थी। शोधकर्ताओं ने विद्युत क्षेत्र की दो अलग-अलग ताकतें (strengths) परीक्षण कीं: एक उच्च तीव्रता और एक कम तीव्रता। उन्होंने कोशिकाओं के तापमान को स्थिर रखा ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि विकास में कोई भी परिवर्तन बिजली के कारण है न कि गर्मी के कारण। तीन दिनों के बाद, उन्होंने बिना किसी विद्युत क्षेत्र वाले समूह की तुलना में कितनी कोशिकाएं जीवित बचीं, इसकी गणना की।

परिणामों ने दिखाया कि विद्युत क्षेत्र वास्तव में कैंसर कोशिकाओं को बढ़ने से रोक सकते हैं, लेकिन प्रभाव की ताकत कैंसर के प्रकार और क्षेत्र की तीव्रता पर बहुत अधिक निर्भर करती है। उच्च शक्ति पर, इन क्षेत्रों ने पांचों प्रकार के सारकोमा में कोशिकाओं की संख्या कम कर दी, जिसमें कुछ प्रकारों में नब्बे प्रतिशत से अधिक की कमी आई। जब शोधकर्ताओं ने कोशिकाओं का बारीकी से निरीक्षण किया, तो उन्होंने पाया कि विद्युत क्षेत्रों ने कोशिकाओं को तोड़ दिया या उन्हें मार दिया, जो इस बात का संकेत था कि क्षेत्र कोशिका विभाजन की प्रक्रिया को सफलतापूर्वक बाधित कर रहे थे। हालांकि, जब शोधकर्ताओं ने उच्च-तीव्रता वाले क्षेत्रों को जेमिटाबाइन (gemcitabine) नामक एक सामान्य कीमोथेरेपी दवा के साथ मिलाने की कोशिश की, तो उन्हें एक बाधा का सामना करना पड़ा। विद्युत क्षेत्रों ने अकेले ही इतनी कोशिकाओं को मार दिया था कि दवा जोड़ने से कोई खास अतिरिक्त लाभ नहीं हुआ। ऐसा लग रहा था जैसे क्षेत्रों ने पहले ही अधिकतम संभव नुकसान कर दिया है, जिससे दवा के अपने प्रभाव दिखाने के लिए कोई जगह नहीं बची।

इस अवलोकन ने वैज्ञानिकों को एक अलग दृष्टिकोण अपनाने के लिए प्रेरित किया। उन्होंने विद्युत क्षेत्रों की ताकत को उस स्तर तक कम कर दिया जो कैंसर कोशिकाओं को बढ़ने से तो रोकता था, लेकिन उन्हें पूरी तरह से मारता नहीं था। इस "स्वीट स्पॉट" (sweet spot) में, उन्होंने पाया कि विद्युत क्षेत्र वास्तव में अन्य दवाओं को बेहतर ढंग से काम करने में मदद कर सकते हैं। जब उन्होंने दो विशिष्ट प्रकार की सारकोमा कोशिकाओं को कम-तीव्रता वाले क्षेत्रों और डॉक्सोरूबिसिन (doxorubicin) नामक एक दवा के साथ उपचारित किया, तो इस संयोजन ने उन कोशिकाओं को मारा जो या तो केवल क्षेत्रों या केवल दवा द्वारा मारी जातीं। एक प्रकार के हड्डी के कैंसर की कोशिका में, संयोजन इतना प्रभावी रहा कि कोशिकाएं दवा के प्रति बहुत संवेदनशील हो गईं, जिसका अर्थ है कि क्षेत्रों के बिना उपयोग की जाने वाली बहुत बड़ी खुराक के समान परिणाम प्राप्त करने के लिए अब दवा की बहुत कम मात्रा ही पर्याप्त थी। दूसरे प्रकार के कोमल ऊतक कैंसर में, संयोजन ने बस अपना प्रभाव जोड़ा, जिससे अकेले दोनों विधियों की तुलना में अधिक कोशिकाएं मरीं। शोधकर्ताओं ने रक्त वाहिका के कैंसर पर पाज़ोपैनिब (pazopanib) नामक एक लक्षित चिकित्सा (targeted therapy) का भी परीक्षण किया। भले ही विद्युत क्षेत्रों ने अकेले इन कोशिकाओं को बहुत कम मारा, लेकिन दवा उपचार में क्षेत्रों को जोड़ने से दवा कैंसर की वृद्धि को रोकने में अधिक प्रभावी हो गई।

अध्ययन यह सुझाव देता है कि विद्युत क्षेत्र की ताकत यह निर्धारित करने में एक महत्वपूर्ण कारक है कि क्या यह कीमोथेरेपी के साथ मिलकर काम कर सकता है। यदि क्षेत्र बहुत मजबूत है, तो यह अकेले ही इतनी कोशिकाओं को मार सकता है कि दवा का अतिरिक्त लाभ मापा नहीं जा सके। यदि इसे कम, अधिक सटीक स्तर पर सेट किया जाता है, तो यह दवाओं को अधिक प्रभावी ढंग से काम करने के लिए एक अवसर बना सकता है, जिससे संभावित रूप से डॉक्टर ट्यूमर नियंत्रण के समान स्तर प्राप्त करने के लिए विषाक्त कीमोथेरेपी की कम खुराक का उपयोग कर सकेंगे। शोधकर्ता सावधानीपूर्वक नोट करते हैं कि ये निष्कर्ष प्रयोगशाला प्रयोगों से आए हैं और अभी तक मनुष्यों पर परीक्षण नहीं किए गए हैं। उन्होंने अभी तक विस्तृत गणितीय विश्लेषण भी नहीं किए हैं जो यह सिद्ध कर सकें कि दवाएं और क्षेत्र वास्तव में एक सहक्रियात्मक (synergistic) तरीके से काम कर रहे हैं, न कि केवल अपने प्रभावों को जोड़ रहे हैं। हालांकि, परिणाम आगे की जांच के लिए एक मजबूत कारण प्रदान करते हैं। यदि ये विद्युत क्षेत्र वास्तव में सारकोमा के इलाज के लिए आवश्यक कीमोथेरेपी की मात्रा को कम करने में मदद कर सकते हैं, तो यह एक दिन रोगियों को उस गंभीर हृदय क्षति से बचाने का एक तरीका प्रदान कर सकता है जो वर्तमान में उनके उपचार को सीमित करती है। प्रयोगशाला की डिश से रोगी तक का रास्ता लंबा है, लेकिन यह कार्य भविष्य के अनुसंधान के लिए एक आशाजनक दिशा का मार्ग प्रशस्त करता है।